Робот-химик кристаллизует лучше людей

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2017, №9)

pic_2017_09_17.jpg

Схема эксперимента, в котором условия кристаллизации подбирали человек, робот и (для контроля) случайность

Роботы не только аккуратны и добросовестны, они могут состязаться с людьми и в решении экспериментальных задач. По крайней мере, тех, что связаны с разработкой методов дизайна и кристаллизации гигантских самоорганизующихся молекул. В ближайшем (а возможно, и в отдаленном) будущем роботы не заменят живых химиков, однако они способны помочь людям действовать нестандартно и уменьшить значение систематической ошибки экспериментов («Angewandte Chemie, Int. Ed.», 2017, doi: 10.1002/anie.201705721).

Исследователи из группы Ли Кронина Университета Глазго разработали алгоритм, управляющий подачей растворителей и растворов исходных веществ в реактор, где проводились эксперименты по кристаллизации гигантских полиоксометаллатов. Затем началось соревнование между группой Кронина и роботом. Обоим участникам конкурса предоставили одинаковые исходные материалы, протоколы экспериментов по синтезу и кристаллизации продуктов, а также детальные описания предыдущих успешных и неуспешных попыток. Победителем считался тот, кто за известное время сможет подобрать больше условий и методик для синтеза новых самоорганизующихся полиоксометаллатов и получения их кристаллов.

Ли Кронин поясняет, что и образование новых кластеров, и их кристаллизация — труднопрогнозируемые процессы, которые протекают фактически случайным образом, поэтому возникла идея их роботизированного контроля. Но получилось прямо как в старом анекдоте: «наша», человеческая команда заняла второе место, а «их» финишировала предпоследней... Хотя человеческая интуиция позволила найти в «химическом пространстве» больше точек с условиями, способствующими образованию продуктов, химик-робот на основе алгоритмов смог изучить гораздо более обширное пространство, предсказывая, в каких его точках кристаллизация возможна, а в каких — нет. Более того, предсказания робота были точнее, чем у человека.

По словам исследователей, этот любопытный результат нельзя назвать неожиданным. В конце концов, роботу не свойственны предубеждения, сформированные на основе прошлого опыта. А бывалые химики, изучая химическое пространство, действуют последовательно, методично и даже не пытаются опробовать условия, с их точки зрения контринтуитивные. Между тем иногда именно такие условия оказываются более благоприятными. Скорее всего, машина и человек удачно дополнят друг друга в лаборатории. Человек обладает интуицией — точнее, навыком, суммой экспериментального опыта; в свою очередь, алгоритм, лишенный интуиции, позволит человеку избавиться от мыслительных шаблонов типа «иди туда, где в прошлый раз повезло».

В обозримом будущем исследователи из Глазго планируют отправить робота-химика на покорение других направлений химического пространства, не связанных с поиском точек образования кристаллических полиоксометаллатов, хотя и предполагают, что есть такие химические дебри, где химик-робот не сможет стать ни соперником, ни даже помощником человека.

Разные разности

02.07.2018 10:00:00

...17 мая началось извержение одного из самых наблюдаемых вулканов мира — Килауэа на Гавайях...

...падение астероида 66 млн лет назад уничтожило не только динозавров, но и большинство птиц, за исключением видов, не обитающих на деревьях...

...для успешного управления объектами с помощью интерфейса мозг-компьютер необходимо взаимное обучение компьютера и пользователя, что авторы гипотезы и подтвердили победой на Кибатлоне...

...даже однократное лишение сна в течение суток способствует накоплению в клетках мозга бета-амилоидов, ассоциированных с болезнью Альцгеймера...

...создан биосенсор для диагностики кишечного кровотечения; капсула содержит бактерии, которые реагируют флуоресценцией на присутствие гема в окружающей среде, и подает сигнал на внешнее устройство...


>>
27.06.2018 10:00:00

Слухи и сплетни, называемые по-современному ложными или фейковыми новостями, сильно тревожат власти разных стран. С целью защиты европейских ценностей и демократии Европейская комиссия обнародовала доклад «Практический кодекс по дезинформации».

>>
20.06.2018 10:00:00

«Концепция ложных новостей стала основой политических дискуссий с момента избрания Дональда Трампа президентом США и уже привела к делегитимизации средств массовой информации. Понимание общего и различного в восприятии ложных новостей политическими группами поможет разработать стратегию снижения политической поляризации в наших демократических сообществах», — так сформулировали цель своего исследования доктор Крейг Харпер и профессор Том Багули из Ноттингемского университета.

>>
04.06.2018 10:00:00

...землетрясение 2017 года в Южной Корее, второе по мощности в новейшей истории страны, случилось из-за геотермального завода...

...новый стартап «Mammoth Biosciences» в США объявил своей целью проведение любых ДНК- и РНК-тестов методом CRISPR в амбулаторных и домашних условиях...

...миниатюрный сенсор в переднем зубе может передавать по беспроводной связи сведения о состоянии полости рта и о том, что человек ест...

...создан камуфляж для инфракрасной области спектра, работающий по принципу кожи кальмара...

...экспериментально подтверждено, что викинги могли определять положение солнца в пасмурные дни с помощью «солнечных камней», поляризующих свет — кальцита, кордиерита или турмалина...


>>
28.05.2018 10:00:00

Как сделать максимально безболезненным для людей переход от личного автотранспорта к общественному? За счет создания дешевой службы электрических такси-роботов. Такой вывод следует из результатов моделирования, проведенного Гордоном Бауэром из университета Беркли и его коллегами из Лоуренсовской национальной лаборатории Минэнерго США.

>>